给水管网水力状态模拟中GASA算法优化的研究

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城市供水系统是城市居民生活和城市经济发展的重要基础设施,供水基础设施的安全性、可靠性、高效性是社会经济发展的保证。给水管网是城市供水系统的重要组成部分。合理地进行管网的水力计算与分析,对实现安全、可靠的运行管理起着至关的作用。人们利用对给水管网水力状态模拟,仅用少量控制点的数据就可以反映整个管网所有点的信息,从而提高了工作效率,大大的节省了投资。目前,该领域的研究存在着诸多不足,未能充分发挥计算机在此领域的功用。本文根据相关工程经验及以往的文献记载资料,合理地选择数学模型并分析其约束条件,对这一课题做了深入的研究。首先采用标准遗传算法(SGA)对其进行了模拟运算,而后逐步引进了扩大采样空间、浮点数编码、最优保存策略、算术交叉和动态变异等技术对标准遗传算法进行多角度的改进,取得了良好的预期效果。最后,在理论上论证了这些改进技术的合理性和必要性。为了弥补遗传算法局部搜索能力不足的情况下,本文引进了模拟退火算法(SA),将模拟退火SA算法作为GA的一个改进模块,以一定的概率进行群体的局部寻优,从而进一步改进了GA的性能,提高了搜索效率及精度。本文所采用的编程软件MATLAB具有很好的数值模拟功能,在MATLAB平台上编程,首先采简例说明上述算法研究成果的有效性和成功之处,而后进行了验证,并对所编程序做了优化设计,最后,以某县实际管网例进行模拟计算,并验证了本文改进方法的可行性及实用性。
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